产学研联盟知识生态系统的共生演化模型与趋势预测——基于中国创新指数的实证研究

占永志

(景德镇学院,江西 景德镇 333032)

0 引言

知识生态系统是一个以人际网络为主体,知识网络为核心,技术网络为支撑的复杂适应系统[1-2],具有开放性与动态性特征[3]。从系统构成角度来看,知识生态系统的基本要素包括知识、知识主体、知识活动和知识环境[4-6]。

产学研联盟是知识要素与产业要素的有机结合[7],是由企业、高校以及科研机构等主体为推动知识创新与科技成果转化而建立的优势互补、风险共担、利益共享的新型组织[8-9]。

从知识生态角度,产学研联盟知识生态系统主体被细分为由高校群体、科研机构群体、企业群体、技术服务中介群体以及政府群体等组成的多个知识种群[10]。根据知识功能生态位的不同,产学研联盟知识生态系统主体分为知识生产者、知识消费者、知识传递者和知识分解者[10]。企业通过知识运用实现知识的应用价值,属于知识消费者。高校与科研机构开展知识创新活动并取得技术专利等,属于知识生产者。应用性科研机构、技术服务中介机构、技术交流中心、图书馆以及政府等在知识转移过程中对知识进行组织、析取、传播[11-12],属于知识分解者。

随着知识创新环境持续优化、优势资源不断整合,产学研联盟知识生态系统各种群共生演化问题成为学界关注焦点。从已有文献来看,相关研究主要涉及产学研联盟知识生态系统的共生要素[13]、共生关系[14]、共生模式[15]、共生演化稳定态形成的基本路径[16]与影响因素[17-18]。研究认为,共生单元、共生界面和共生环境是产学研联盟知识生态系统稳定态形成的主要影响因素,互惠共生模式是其最佳演化方向,而改善共生环境、优化共生界面以及提高共生单元质参量兼容度是其演化实现的基本路径。

但已有研究存在以下不足:①仅研究产学研联盟知识生态系统中两两主体之间的共生关系,同时探讨3个主体之间共生关系的文献较少;②仅关注产学研联盟知识生态系统共生演化稳定态的分析,缺乏对系统共生演化未来趋势的预测。

鉴于此,本文选择产学研联盟知识生态系统中知识生产者、知识消费者与知识服务者3个知识种群的共生演化规律为研究内容,并建立拟合模型,对系统演化的未来趋势进行预测。

1 共生视角下产学研联盟知识生态系统概念模型

共生系统分为共生单元、共生基质、共生界面、共生环境以及共生模式五大构成要素[19]。在产学研联盟知识生态系统的共生环境中,随着共生基质在高校、科研机构、企业等不同共生单元间的转移流动,各共生单元在不同共生关系阶段会以不同共生模式,通过共生界面进行知识创造与增值等创新活动,产生共生能量。共生能量表现为各共生单元规模扩大、产出的增加等。这些能量在产学研联盟知识生态系统各共生单元间进行分配并不断循环,为产学研联盟系统协同演进发展提供持续动力,如图1所示。

图1 共生视角下产学研联盟知识生态系统概念模型

2 产学研联盟知识生态系统共生演化的拟合模型

运用中国创新指数进行实证研究,利用三类知识种群共生度的变化特点分析其共生演化的Logistic 增长规律,并据此得出拟合模型。在此基础上,预测产学研联盟知识生态系统未来演化趋势。

2.1 指标选取与数据来源

中国创新指数是国内科技创新总体情况的综合反映,包括创新环境、创新投入、创新产出以及创新成效4个领域的指标数据。综合考虑数据的可获得性,本文分别在知识生产者种群、知识消费者种群和知识服务者种群中各选取4个指标,构建3个一级指标与12个二级指标的指标体系,以衡量3类知识种群共生演化程度,数据来源为国家统计局发布的中国创新指数(CII)。同时,选取1985-2020年为考察期,设定2021-2050 年为预测期。

具体指标和单位:知识生产者种群4个指标分别为研发人员(万人/年)、研发经费支出 (亿元)、研发项目数(项)与专利授权量(件)。知识消费者种群4个指标分别为企业新产品开发机构数(所)、企业新产品开发项目数(项)、企业新产品开发经费支出(亿元)与企业新产品销售收入(亿元)。知识服务者种群4个指标分别为国家财政科技拨款(亿元)、协同知识创新服务平台(个)、科技中介服务机构数(个)与技术市场成交额(亿元)。其中,协同知识创新服务平台指政府主导下合作共建的工程技术研究中心、技术转移中心、科技孵化器、产业基地、高新技术产业开发区、国家技术转移示范机构等。科技中介服务机构指协同知识创新服务平台之外的其他市场主体。

2.2 计算共生演化度

运用SPSS 26.0软件对3类知识种群的原始指标数据进行主成分分析,得到的主因子有3个,其因子负荷分别为97.126%、92.253%和86.408% ,特征值分别为3.933、3.781和3.446,具体如表1所示。12个二级指标之间存在较高的相关性,均在0.87以上。

表1 主成分分析

3类知识种群各项指标的权重可用各指标的信息贡献率表示,信息贡献率可通过主成分因子旋转方法取得[20]。将每年主因子得分乘以其权重可分别求得3类知识种群每年的演化度总得分。同时,为了消除不同量纲对因子总得分的影响,需进行如下归一化处理:

(1)

式(1)中,D表示各知识种群的共生演化度,在一定资源条件下,D的最大取值为1;ω表示某一知识种群某年的因子综合得分值;ωmin和ωmax分别表示某一知识种群某年因子综合得分的最小值与最大值。各知识种群的共生演化度与其因子得分呈正向关系,因子得分越高,演化度越高;反之,则越低。3类知识种群的共生演化度综合得分详见表2。

表2 1985—2020年我国产学研联盟知识生态系统3类种群共生演化度得分

根据表2得知3类知识种群的演化度数值,可对3类知识种群共生演化的真实轨迹和Logistic 曲线进行拟合,具体如图2、图3、图4所示。

图2 1985—2020年知识生产者种群共生演化曲线

图4 1985—2020年知识服务者种群共生演化曲线

图2、图3、图4显示,散点图表示3类知识种群共生演化实际趋势,相应的曲线图表示其Logistic 拟合曲线。由此可见,实际趋势与Logistic拟合曲线呈现了较高的吻合度,3类知识种群的拟合优度分别为 0.996 4、0.991 6和0.982 3。因此,产学研联盟知识生态系统3类种群的共生演化符合Logistic成长规律。

由于产学研联盟知识生态系统共生演化的Logistic 曲线具有良好的拟合优度,可据此导出3类知识种群共生演化的动力学模型:

(2)

式中,x1(t)、x2(t)、x3(t)分别为知识生产者、知识消费者和知识服务者3类种群的规模,t=1985,1986,...,2020,...,2050。

3 产学研联盟知识生态系统共生演化趋势预测

根据公式 (2) 所示的动力学模型,可预测2050年产学研联盟知识生态系统3类种群的共生演化轨迹,如图5所示。

图5 1985—2050年产学研联盟知识生态系统种群共生演化曲线

由图5可知,产学研联盟知识生态系统各种群将经历4个共生演化阶段:萌芽期、成长期、成熟期与饱和期,并最终达到相对稳定状态。各阶段3类知识种群共生演化动因与演化特点具体分析如下。

3.1 萌芽期(1985-2006年)

改革开放初期,是我国产学研合作初步探索阶段。此阶段3类知识种群共生演化度极低(均在0.2以下) 。由于科研与生产脱节严重,1985年产学研合作被正式纳入我国科技体制改革。1992年后,国家提出要以产学研联合为首要原则,鼓励企业、高校以及研究院所共建研发中心,共办高新技术企业。多层次、多形式的产学研合作在国内逐渐兴起。1999年,中共中央、国务院发布《关于加强技术创新,发展高科技、实现产业化的决定》,标志着产学研合作上升到国家战略高度,并成为国家创新体系的重要组成部分。随着经济复苏与宏观政策推动,产学研联盟各知识种群核心竞争力得到了有效培育。

3.2 成长期(2007-2011年)

“十一五”期间,党的十七大报告提出以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的产学研合作新方向。推进高校与企业、科研机构开展深度合作,构建产学研协同创新战略联盟。从以企业单向联系为主的传统合作形式到协同创新战略联盟的提出,表明产学研合作跨入新阶段。在这一阶段,大学科技园、科技合作联盟、共建研究院和研发基地等产学研合作新模式在实践中快速发展起来,产学研联盟知识生态系统3类种群开始呈指数增长趋势。各知识种群自身存量显著增加,竞争协同效应与生态平衡机制成为两大共生演化动力,在种群内部和外部逐渐发挥作用,并推动各知识种群个体优胜劣汰,逐步向高阶生态演进。

3.3 成熟期 (2012-2030年)

2012年,国家提出创新驱动发展战略,深入推进产学研协同创新体制和制度建设,部门、产业以及区域间阻碍产学研协同创新的壁垒被打破,实现知识、人才、资本与信息等创新资源的共享,跨组织部门、跨行业产业、跨空间区域的全链条、网络化、开放式的产学研联盟知识生态系统逐渐形成,有力推动了创新型国家建设进程。这一时期,完善的科技创新体系逐步形成,产学研联盟知识生态系统种群在生态平衡机制和宏观政策调控作用下,其共生演化不断趋近成熟阶段。由图5可知,发展潜力较大的是知识消费者种群,2040年处于饱和期之后其共生演化度将达到2020年的 1.55 倍;知识生产者种群和知识服务者种群演化趋势基本同步,2030年处于饱和期之后将达到2020年的1.16倍和1.20倍。由此可知,企业才是产学研协同创新的最大群体,体现了企业在产学研联盟中的主体地位。

3.4 饱和期( 2030-2050年)

产学研联盟知识生态系统种群的密度也将达到极值,需要采取全新宏观政策调控措施以改变原有生态平衡机制,促使3类知识种群由量变产生质变,不断向高阶生态系统演进。

综上可知,我国产学研联盟知识生态系统种群共生演化已经历萌芽期与成长期,目前已进入成熟期的中后期阶段。依据预测结果,进入饱和期以后,3类知识种群的共生演化度均大于1.1,超出各自在独立共生模式下演化度的上限1,表明我国产学研联盟知识生态系统处于互利共生模式。在生态平衡机制和宏观政策调控的持续作用下,产学研联盟知识生态系统存在较大演化上升空间,在未来25年,产学研联盟知识生态系统对我国知识创新与技术进步将继续发挥重要作用。

4 结语

本文基于知识生态视角,将产学研联盟各知识种群分为知识生产者、知识消费者与知识服务者3类。通过实证分析,得出3类知识种群共生演化的拟合模型,并运用该拟合模型对中国产学研联盟知识生态系统的共生演化趋势做出预测。结果表明,产学研联盟知识生态系统种群共生演化稳定态,取决于各知识种群之间共生度的正负和大小。3类知识种群均按照生态学Logistic增长规律演化发展,其演化过程分为萌芽期、成长期、成熟期和饱和期4个阶段。产学研联盟知识生态系统种群共生演化已经进入成熟期的中后期阶段,且属于互利共生模式,一方面归因于我国产学研协同创新环境的不断优化,另一方面与政府提供的宏观政策引导与激励密不可分。